Хімізація землеробства та агроекологія

У загальному під терміном „забруднення” розуміють усе чуже екологічній системі, причому все, що „викидається” в результаті життєдіяльності людини в кількостях, менших за межу допустимих концентрацій, – не забруднення, а все, що перевищує цей показник, – забруднення. Як же встановлюється межа допустимих концентрацій як така, що безпечна для організму, і для якого? Для людини. Однак така відповідь не зовсім точна. Безперечно, те, що завдає прямої шкоди людині, неприпустиме. В той самий час відсутність очевидної шкоди ще не є ознакою допустимості забруднення. Багато речовин, що утворюються в зв'язку з антропогенною діяльністю, безпосередньо людині шкоди не завдають, оскільки концентрація їх може бути незначною. Проте вони можуть нагромаджуватися рослинами, рослину з'їдає корова, в міру її переміщення по травному каналу концентрація цих речовин збільшується, вони потрапляють у молоко. Отже, в рослинах концентрація шкідливих речовин більша, ніж у ґрунті, в організмі корови – більша, ніж у рослинах, у молоці – більша, ніж в організмі корови, а молоко споживає людина.

Тому постає питання: до кого або до чого слід відносити межу допустимої концентрації – до ґрунту, до рослини, до корови чи до людини? Ось який складний ланцюг проблем містить у собі нескладне, на перший погляд, запитання про забруднення.

Важливою в наш час є ще одна обставина, про яку часто забувають – це невідомий ризик. Сьогодні людина стикається майже з десятьма мільйонами хімічних сполук, які вона синтезувала сама і яких у природі здебільшого не існувало. Щороку в хімічній літературі публікують повідомлення про синтез близько десяти тисяч нових органічних і неорганічних сполук, причому на кожну синтезовану речовину припадають десятки, а то й сотні побічних. Щоб визначити концентрацію, допустиму тільки для одного синтезованого продукту, необхідна робота протягом декількох років колективу вчених. Тому не може бути й мови про обчислення меж допустимих концентрацій для всіх цих чужих природі сполук, хоча багато з них уже застосовуються в техніці та побуті.

Природу можна уявити хімічним реактором гігантських розмірів, в якому всі хімічні забруднювачі підлягають хімічним перетворенням. Одні з них перетворюються на інертні, а інші дають початок синтезу надзвичайно токсичних сполук, що нагадують хімічні отрути з непередбачуваною дією на організм (наприклад, смог). Під дією сонячного проміння з компонентів смогу утворюються справжні лакриматори – аналоги бойових отруйних речовин. Американські вчені підрахували збитки, що завдаються забрудненням атмосфери. Ця цифра досягає десятків мільярдів доларів щорічно і з року в рік зростає.

Ще однією серйозною небезпекою є забруднення атмосфери сірчистим газом, що виділяється при спалюванні вугілля, виверженні вулканів тощо. Він є причиною випадання „кислотних” дощів, що згубно діють на рослини і тварин, особливо водних.

Застосування інсектициду ДДТ поставило під загрозу життя багатьох видів живих організмів, оскільки в їх організмах нагромаджується велика кількість токсичних речовин. Наприклад, якщо в 1 дм³ води міститься 109 мг ДДТ, то в кінці ланцюга планктон – рачки – риби – птиця – людина цей показник зростає в декілька тисяч разів (у перерахунку на 1 кг маси).

Отже, висновок може бути однозначним – уже сьогодні необхідно змінювати спосіб життя, методи господарювання на планеті, оскільки це наш спільний, єдиний дім.

Слід звернути увагу ще на один аспект проблеми. Суть її полягає в тому, що людство бере у природи мільярди тонн сировини, а на корисний продукт перетворює лише 1 – 2 %. Тобто 98 – 99 % взятого в природи викидається у вигляді відходів, звалищ, забруднюючи водоймища, родючі ґрунти, отруюючи атмосферу. Якщо вчасно не вжити заходів, погоджених з усім людством планети, то може настати такий час, коли людина знищить усе живе і сама себе.

Однак це не означає, що людина мусить припинити свою господарську діяльність, щоб вижити. Річ у тім, що можливості науки, хімії, хімічної технології на жаль часто недооцінюють. Усі галузі народного господарства так чи інакше пов'язані з хімією. Для виробництва потрібної продукції слід провести певні хімічні реакції. Можливості хімії тут необмежені. Варто лише подбати про те, щоб у зовнішнє середовище нічого не викидалося. Потрібно застосовувати безвідходні технологічні цикли, щоб усе, що береться в природи, переробити на потрібні продукти, а самі продукти використати без відходів. Це дуже складне завдання, але його можна і потрібно розв'язати. Іншого виходу немає.

Зростаючі темпи хімізації землеробства не дали тих наслідків, яких від них чекали.

Гостро постала проблема забруднення навколишнього середовища, погіршення якості сільськогосподарської продукції. За останні 50 років виробництво добрив збільшилось у 43 рази, пестицидів – у 10 разів, а врожайність зернових зросла лише з 8,6 до 16,2 ц/га, картоплі – з 99 до 113 ц/га. Зростають також норми внесення мінеральних добрив. Щорічне внесення добрив у кількостях, що перевищують їх винос сільськогосподарськими культурами, призводить до нагромадження їх у ґрунті та воді, а це, в свою чергу, – до забруднення навколишнього середовища.

Викликає занепокоєння забруднення ґрунту та продукції токсикантами, що містяться в добривах та пестицидах. Це насамперед стосується фтору та важких металів, а також фосфатів, домішок у добривах, гіпсу тощо. Так, наприклад, середній вміст свинцю у фосфатах досягає 33 мг/кг, у суперфосфаті – 34, у складних добривах – 57 мг/кг. За даними ЦІНАО, до 1990 р. з фосфорними добривами в цілому по колишньому СРСР внесено в ґрунт 3200 т кадмію, 16633 т свинцю, 553 т ртуті, значні кількості фтору та стронцію.

Основними причинами забруднення навколишнього середовища добривами є: недосконалі технології їх виробництва, транспортування, зберігання, змішування та внесення; порушення агротехнічних вимог щодо їх використання; водна та вітрова ерозії ґрунтів; необґрунтоване використання відходів промисловості та комунального господарства.

Серед мінеральних добрив азотні швидко трансформують азот у легкорухому нітратну форму, яка легко пересувається по капілярах. Азот із добрив активно включається в загальний біогеохімічний цикл азоту, бере участь у біохімічних, фізико-хімічних та хімічних процесах, що відбуваються в органічній та мінеральній частинах ґрунту. Результатом цих процесів е зміна хімічного складу ґрунту і середовища (ґрунтових вод, атмосфери). В польових умовах засвоюється 30 – 70 % азоту, іммобілізується в ґрунті 20 – 30 %. Значна кількість азоту включається в гумусові речовини, що важко гідролізуються, 15 – 25 % азоту добрив втрачається у вигляді газу, 10 – 15 % – внаслідок вимивання.

Гранично допустимі концентрації забруднюючих речовин у зовнішньому середовищі науково обґрунтувати надзвичайно важко, тому існуючі норми не завжди суворо логічні і до кінця продумані. Без знання біологічних процесів і впливу на них різних факторів пропоновані норми забруднення дуже наближені. Так, наприклад, якщо йде мова про мінеральні речовини, роль яких у життєдіяльності будь-якого організму надзвичайно велика, то неможливо спиратися на їх запропоновані граничні концентрації, оскільки вплив цих речовин на організм ще не до кінця вивчений наукою.

Залежність розвитку організму навіть від мікроскопічних кількостей хімічних елементів можна проілюструвати таким прикладом. Ще давно в деяких місцях Таджикистану траплялися виродки, що мали маленьке тіло, короткі пальці на викривлених долонях. Причину таких відхилень було з'ясовано лише в наш час внаслідок проведення біогеохімічних досліджень. Встановлено, що це спричинено надлишком стронцію у ґрунті (стронцієвий рахіт).

Це приклад природного забруднення середовища. Однак не виключено, що забруднення стронцієм може бути спричинене і діяльністю людини. Так, деякі мінерали, що є сировиною для добування добрив, містять і стронцій. Ланцюг добриво – ґрунт – рослина – людина – легкий шлях для стронцію, що нагромаджується у кістковій тканині і може передаватися від матері до плоду. І якщо в першому випадку вплив стронцію носив локальний характер, то поширення його з мінеральними добривами має глобальний вплив.

На жаль, хімія занадто інтенсивно впроваджується в сільське господарство і часто хімічні речовини ми використовуємо непродумано і в неприпустимо великих кількостях. Нещодавно ми славили пестициди – хімічні сполуки для боротьби з сільськогосподарськими шкідниками, застосовували їх у садах Молдови, на полях України, Узбекистану і були впевнені, що ми на вірному шляху збереження сільськогосподарської продукції. І що ж ми дістали? Шкідників полів і садів досі не знищено. Більше того, багато шкідників, яких ми намагалися знищити, добре себе почувають і навіть не реагують на отруту, а кількість їх видів зросла. Так, якщо в 1946 р. нараховувалося близько 12 видів комах, які добре пристосувалися до пестицидів, то тепер число стійких видів збільшилося до 150. Водночас пестициди знищують багато видів корисних комах, нагромаджуються в ґрунті, рослинах і плодах. Особливо добрими „збірниками” е кукурудза, соняшник, буряк. Майже в незмінному вигляді отрута концентрується на шкірці винограду, яблук, помідорів тощо. Далі шлях отрути легко простежити. Пестициди нагромаджуються в людському організмі не тільки під час споживання продуктів, а й під час безпосередньої роботи з ними. Особливо високу їх концентрацію виявлено в організмах жителів Індії, Ізраїлю, де найбільш широке застосовання пестицидів на полях.

Цікаві спостереження провели американські вчені над людьми різних спеціальностей, залежно від місця проживання, харчового раціону. Так, організм вегетаріанців вдвічі менше забруднений різними отрутами порівняно з людьми, що споживають м'ясо. Абсолютними „рекордсменами” стали працівники сільського господарства, в організмах яких отрути в дев'ять разів більше, ніж у решти американців.

Сьогодні наука не може дати відповідь на питання про механізм зв'язку організму з природним середовищем. Цей зв'язок, очевидно, багатоступінчастий і відбувається за такими стадіями: речовини з природного середовища потрапляють в організм, концентруються у скелеті та деяких органах, впливають певним чином на обмін речовин і процеси розвитку. Слід зауважити, що всі процеси відбуваються на молекулярному рівні і певною мірою впливають на генетичний код. Так чи інакше, але безпосередній зв'язок між природою і людиною очевидний.

У зв'язку з розвитком промисловості, сільського господарства, підвищенням добробуту людина все більше і тісніше контактує з речовинами і предметами, добутими з природної сировини або синтезованими штучно. Ці речовини містять значні кількості кальцію, фосфору, алюмінію, а також кремнію, заліза, стронцію, свинцю, різних сполук. Концентрація їх у місцях проживання людей, особливо в містах, збільшується з кожним роком. Як усе зростаюча кількість цих речовин відобразиться на нас, на майбутніх поколіннях – ніхто не знає. Безсумнівно одне, що ці речовини так чи інакше вже впливають на наших нащадків. У всьому світі, а особливо в промислово розвинутих регіонах, статистика фіксує, що число дітей, які народжуються із значними відхиленнями від норми і в фізичному, і в психологічному плані, невпинно зростає.

На конференціях ООН з проблем охорони навколишнього середовища серед найнебезпечніших забруднювачів названі такі елементи, як свинець, кадмій, ртуть, мідь, олово, ванадій, миш'як, селен. У чому ж полягає головна загроза? Звичайно не в тому, що ці елементи, одноразово потрапивши у значних кількостях в організм, спричинюють отруєння, а в тому, що вони здатні нагромаджуватись і впливати на генетичний апарат людини.

Контрольні питання до теми 1

1. Що вивчає наука агроекологія?

2. Що являє собою моніторинг?

3. Що розуміють під охороною природи?

4. Які існують закони екології?

5. Що розуміють під терміном “забруднення навколишнього середовища”?

6. Які основні причини забруднення навколишнього середовища добривами?

7. Які основні принципи підвищення ефективності засобів хімізації та охорони навколишнього середовища?